JP2020172626A - Morphology modified heterophase propylene copolymers and products thereof - Google Patents

Morphology modified heterophase propylene copolymers and products thereof Download PDF

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Abstract

To provide a PP composition of having the highest impact resistance of no-break along with a higher melt flow without affecting the flexural modulus.SOLUTION: The present invention provides a morphology modified heterophase polymer having a no-break impact strength of 500 J/m-700 J/m as per ASTM standard D256, a high melt flow index of 100 g/10 min as per ASTM D1238, and a balanced flexural modulus as per ASTM standard D790. More specifically, the present invention relates to a process for modification of morphology of a heterophase propylene polymer in the presence of an initiator in the form of organic peroxide and a multifunctional unsaturated organic vinyl compound on an ex-reactor heterophase propylene copolymer powder and/or a pellet using a special extrusion device.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、形態改質された異相ポリマーに関する。特に、本発明は、開始剤および反応器外(ex-reactor)のポリプロピレン共重合体上の多官能性化合物/添加剤の存在下で異相プロピレンポリマーの形態を改質する方法に関する。より具体的には、室温でのノッチ付アイゾット試験に従って定められるノーブレーク(no-break)の耐衝撃性を備えた、より高いメルトフローインデックスを有する形態改質異相ポリマー/異相プロピレン共重合体を得る方法を説明する。 The present invention relates to morphologically modified heterophase polymers. In particular, the present invention relates to methods of modifying the morphology of heterophase propylene polymers in the presence of initiators and polyfunctional compounds / additives on ex-reactor polypropylene copolymers. More specifically, a morphologically modified heterophase polymer / heterophase propylene copolymer with a higher melt flow index, with no-break impact resistance as defined by a notched Izod test at room temperature. How to get it will be explained.

製品開発における最近の傾向の1つは、3つ以上の分散相を含むポリプロピレン(PP)システムである。そのような混合の設計コンセプトは、一方の長所が他方の短所を補うような方法で副成分を選択することである。変形メカニズムの温度依存性により、ポリプロピレンの強靭化に最適な粒子サイズは温度の上昇とともに小さくなるので、分散相サイズの二様性は、広い温度範囲にわたって強靭性を確保するための有望なアプローチとなり得る。 One of the recent trends in product development is polypropylene (PP) systems that contain three or more dispersed phases. The design concept of such a mixture is to select sub-ingredients in such a way that the strengths of one make up for the weaknesses of the other. Due to the temperature dependence of the deformation mechanism, the optimum particle size for polypropylene toughness decreases with increasing temperature, so the duality of dispersed phase size is a promising approach for ensuring toughness over a wide temperature range. obtain.

製品開発は、単にPPホモポリマーを、エチレン−プロピレン(EPR)やエチレン−プロピレン−ジエンエラストマー(EPDM)などの外部で生産されたエラストマーと、種々の分量で溶融混合することから開始し、0℃までのPPの臨界ガラス転移温度(Tg)を克服し、徐々に独自の科学技術に発展した。多段重合プロセスにおいて制御された粒子形態するとともに、高度な触媒(チーグラー−ナッタ触媒(ZN)、メタロセン触媒、幾何拘束触媒など)を使用することにより、異相(インパクト)プロピレン共重合体の製造が可能となった。結晶性PPマトリックスと分散非晶性EPエラストマー相とともに、これらの多相PP共重合体を利用することは、もはや技術分野や自動車分野に限定されることなく、パイプ材料や幅広い高度なパッケージソリューションをも含む。「ブロック共重合体」は、スフェリポル(Spheripol)法やボルスター(Borstar(登録商標))PP法のようなバルク/気相の組み合わせなどの、マルチリアクター気相プラントで製造される。結晶性PPマトリックス(最初の1〜2反応器で生成)と、耐衝撃性および耐低温性を規定するEPRおよびPE(1つ以上の後述の反応器で生成)の埋め込み粒子とを組み合わせたグレードは、後に異相共重合体またはインパクト共重合体と呼ばれるようになった。反応器インパクト共重合体には、結晶性PPマトリックスとアモルファスEPRに加えて、PPとPEの両方の結晶化可能セグメントと、さらにはC3と共重合した均一な中密度PEとを有する結晶性共重合体が発見され得る。この複雑な構造の解明は、クロス分別と、分子構造をこれらの材料の性能に相関させるさまざまな技術とを組み合わせることにより、進歩している。このことは、マトリックスと分散相間の相挙動および界面接着に大きく影響する。 Product development begins with simply melting and mixing PP homopolymers with externally produced elastomers such as ethylene-propylene (EPR) and ethylene-propylene-diene elastomers (EPDM) in various amounts at 0 ° C. Overcame the critical glass transition temperature (Tg) of PP up to, and gradually developed into its own science and technology. Different phase (impact) propylene copolymers can be produced by using advanced catalysts (Ziegler-Natta catalyst (ZN), metallocene catalyst, geometrically constrained catalyst, etc.) as well as controlled particle morphology in the multistage polymerization process. It became. Utilization of these polyphase PP copolymers, along with crystalline PP matrices and dispersed amorphous EP elastomer phases, is no longer limited to the technical and automotive fields, but for pipe materials and a wide range of advanced packaging solutions. Also includes. "Block copolymers" are manufactured in multi-reactor vapor phase plants, such as bulk / vapor phase combinations such as the Spheripol method and the Borstar PP PP method. A grade that combines a crystalline PP matrix (produced in the first 1-2 reactors) with embedded particles of EPR and PE (produced in one or more reactors described below) that define impact resistance and low temperature resistance. Later came to be called heterophase copolymers or impact copolymers. In addition to the crystalline PP matrix and amorphous EPR, the reactor impact copolymer has a crystallinity of both PP and PE crystallizable segments and a uniform medium density PE copolymerized with C3. Polymers can be found. The elucidation of this complex structure is progressing by combining cross fractionation with various techniques that correlate molecular structures with the performance of these materials. This greatly affects the phase behavior and interfacial adhesion between the matrix and the dispersed phase.

分散ドメインのサイズ、形状、内部構造および空間パッキングは、機械的性能だけでなく、表面の外観、透明性、移動性などの特性にも影響を与える重要なパラメーターである。この「相形態」は、構成要素のレオロジー、マトリックスと分散相間の互換性および処理条件の複雑な結果である。EPR組成のバリエーションは、3つすべてに影響することが示されている。 The size, shape, internal structure and spatial packing of the distributed domain are important parameters that affect not only mechanical performance but also properties such as surface appearance, transparency and mobility. This "phase morphology" is a complex result of component rheology, compatibility between matrix and dispersed phases, and processing conditions. Variations in EPR composition have been shown to affect all three.

単にPPインパクト共重合体のEPR重量分率を増大させることは、粒子間距離を減少させ、かつ、エネルギー吸収能力を増大させることによって靭性を向上させるための一般的なアプローチである。実際に、EPR濃度の関数として、段階的に脆性から強靭への遷移が観察される。 Simply increasing the EPR weight fraction of the PP impact copolymer is a common approach for improving toughness by reducing the interparticle distance and increasing the energy absorption capacity. In fact, a stepwise transition from brittleness to toughness is observed as a function of EPR concentration.

ポストリアクターの改質:歴史的に、PPは、例えばEPR、EPDM、またはポリスチレン−ブロック−ポリ(エチレン−コ−but−1−ene)−ブロック−ポリスチレン(SEBS)などのさまざまな衝撃改質剤と混合されて、衝撃挙動を改善したり、概してこれらの材料の特性プロファイルのバランスをとってきた。新しい方法と触媒の開発により、これらの材料をその場(in−situ)で調製することが可能になり、その結果として得られたシステムは構造が非常に複雑であり、構造と特性の関係を確立するために高度な分析が必要とする。 Post-reactor modification: Historically, PP has been a variety of impact modifiers such as EPR, EPDM, or polystyrene-block-poly (ethylene-co-but-1-ene) -block-polystyrene (SEBS). Has been mixed with to improve impact behavior and generally balance the property profiles of these materials. The development of new methods and catalysts has made it possible to prepare these materials in-situ, and the resulting system is very complex in structure, and the relationship between structure and properties. Advanced analysis is required to establish.

構成要素の適合性が高いほど、室温での衝撃高度が高くなる。 The higher the compatibility of the components, the higher the impact altitude at room temperature.

さらに可能なことは、例えば、過酸化物によって開始されるラジカル反応において、反応器グレードの化学的改質や分解である。ラジカル反応中の温度および助剤(co-agents)の存在によっては、グラフトPP、分岐PP、または分解(ビスブロークン)PPが得られる。過酸化物によって引き起こされる分解またはビスブレーキングは、PPの流動特性を高めるためにしばしば用いられる。 Further possible is, for example, reactor-grade chemical modification or decomposition in radical reactions initiated by peroxides. Depending on the temperature during the radical reaction and the presence of co-agents, graft PP, branched PP, or degraded (bisbroken) PP can be obtained. Decomposition or bisbraking caused by peroxides is often used to enhance the flow properties of PP.

PPホモポリマーがベース材料として使用される場合、カップリング剤の存在下でラジカル修飾と再結合とを組み合わせることにより、長鎖分岐を伴う高溶融強度PPとなる。インパクト共重合体がベース材料である場合、同じ方法で反応性改質共重合体が得られる。フリーラジカル開始剤とジエンのような助剤を添加することにより、PPにグラフトしたエチレン−プロピレンが形成される。これにより、PPマトリックスおよびEPR粒子間のインターフェースを強化し、粒子が凝集する傾向を減少させる。これらの材料は、改良された形態と大幅に高められた衝撃強度を示す。 When PP homopolymers are used as the base material, the combination of radical modification and recombination in the presence of a coupling agent results in high melt strength PP with long chain branching. When the impact copolymer is the base material, the reactive modified copolymer can be obtained in the same way. By adding a free radical initiator and an auxiliary agent such as diene, ethylene-propylene grafted on PP is formed. This strengthens the interface between the PP matrix and EPR particles and reduces the tendency of the particles to aggregate. These materials exhibit improved morphology and significantly increased impact strength.

WO2012049690A1は、高溶融強度プロピレンポリマーの調製方法について述べている。この調製方法は、有機過酸化物10〜50ppm、および、例えば安定剤、酸中和剤、抗酸化剤または潤滑剤のような添加剤0.2〜20w/w%の存在下で、ベースとなるプロピレンポリマーと、多官能性アクリラートモノマー0.1〜1w/w%とを混合するステップを含む。 WO2012049690A1 describes a method for preparing a high melt strength propylene polymer. This method of preparation is carried out with the base in the presence of 10-50 ppm of organic peroxide and 0.2-20 w / w% of additives such as stabilizers, acid neutralizers, antioxidants or lubricants. The propylene polymer is mixed with 0.1 to 1 w / w% of the polyfunctional acylate monomer.

US20130059958A1は、開始前のステップを含む多官能性モノマー(PFMs)の溶融グラフト化によるプロピレンポリマーの改質方法を取り扱うものである。この方法によって、ポリマーマトリックス上のPFMsの完全な吸収を促進し、かつ、フリーラジカル開始剤を使用せずに、反応押出成形の前にグラフト化を開始することにより、分岐をプロピレンポリマーマトリックスに導入することができる US20130059958A1 deals with a method of modifying a propylene polymer by melt grafting of polyfunctional monomers (PFMs), including a pre-start step. By this method, branching is introduced into the propylene polymer matrix by promoting complete absorption of PFMs on the polymer matrix and initiating grafting prior to reaction extrusion without the use of free radical initiators. can do

US20070004864A1は、ポリプロピレン組成物およびその組成物を調製する方法に係るものである。当該方法は、アイソタクチックポリプロピレン、少なくとも1種類の耐衝撃性改質ポリマー、単官能性モノマーである、少なくとも1種類の一次助剤、多官能性モノマー、オリゴマーまたはポリマーである、少なくとも1種類の二次助剤、およびラジカル開始剤を混合し、押出し成形するステップを含む。この組成物は押出機で調製することができる。 US20070004864A1 relates to a polypropylene composition and a method for preparing the composition. The method is at least one isotactic polypropylene, at least one impact resistant modified polymer, a monofunctional monomer, at least one primary aid, a polyfunctional monomer, an oligomer or a polymer. Includes steps to mix and extrude the secondary aid and radical initiator. This composition can be prepared in an extruder.

WO2016014122A1は、(a)プロピレンホモポリマーと、プロピレン共重合体と、50重量%までの1種類以上のコモノマーとからなる群から選択されるプロピレンポリマーを含むプロピレンポリマー相を含む異相ポリマー組成物に関する。 WO2016014122A1 relates to (a) a heterophase polymer composition comprising a propylene polymer phase comprising a propylene polymer selected from the group consisting of propylene homopolymers, propylene copolymers and one or more comonomer up to 50% by weight.

WO2015138300A1は、(a)プロピレンホモポリマーと、プロピレン共重合体と、50重量%までのエチレンやC4−10 α−オレフィンモノマーとからなる群から選択されるプロピレンポリマーとを含むプロピレンポリマー相を含む異相ポリマー組成物に関する。 WO2015138300A1 contains (a) a heterogeneous phase containing a propylene polymer phase containing a propylene homopolymer, a propylene copolymer, and a propylene polymer selected from the group consisting of up to 50% by weight of ethylene or C4-10 α-olefin monomer. With respect to polymer compositions.

WO2010009825A1は、少なくとも1種類の有機過酸化物と、助剤としての多官能性アクリラートとを過酸化物/助剤の比率が1:0.4〜1:5となるように添加するとともに、酸掃去剤を添加するステップを含む、改質ポリプロピレン組成物の製造方法に関する。 WO2010009825A1 is prepared by adding at least one kind of organic peroxide and polyfunctional acrylicate as an auxiliary agent so that the ratio of peroxide / auxiliary agent is 1: 0.4 to 1: 5, and acid. The present invention relates to a method for producing a modified polypropylene composition, which comprises the step of adding a sweeping agent.

上記議論を考慮すると、異相インパクト共重合体の課題は、100dg/分よりも高いメルトフローインデックスに加えて、衝撃強度と曲げ弾性率の適切なバランスを維持することであることは明らかである。したがって、本発明において、曲げ弾性率に影響を与えることなく、より高いメルトフローとともに最も高いノーブレーク(no-break)の耐衝撃性を有するPP組成物を得るという課題が解決される。 Considering the above discussion, it is clear that the challenge of heterophase impact copolymers is to maintain a proper balance between impact strength and flexural modulus in addition to a melt flow index higher than 100 dl / min. Therefore, in the present invention, the problem of obtaining a PP composition having the highest no-break impact resistance with a higher melt flow without affecting the flexural modulus is solved.

本発明の目的は、形態改質された異相ポリマーを提供すること、および、多官能性添加剤および有機過酸化物を使用した、異相ポリプロピレン共重合体の形態改質のための新規かつ経済的な方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、ポリプロピレンの異相共重合体の形態改質を提供することであり、その形態改質には、形態改質剤組成物の調製の新規かつ経済的な方法と、反応器押出成形後のプロセスとを含む。本発明の他の目的は、射出成形、薄壁射出成形、配合用途などに有用な形態改質製品を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a morphologically modified heterophase polymer and to be novel and economical for morphological modification of heterophase polypropylene copolymers using polyfunctional additives and organic peroxides. Is to provide a method. A further object of the present invention is to provide morphological modification of a different phase copolymer of polypropylene, which is a novel and economical method for preparing a morphological modifier composition and a reactor. Includes post-extrusion processes. Another object of the present invention is to provide a morphologically modified product useful for injection molding, thin wall injection molding, compounding applications and the like.

したがって、本発明は、異相ポリマーが以下の2つの異なる相を含む、形態改質異相ポリマーを提供するものである。形態改質異相ポリマーは、第1相と第2相を含む。第1相は、ホモポリプロピレン、プロピレンとエチレンの共重合体、および必要に応じてC4〜C10アルファオレフィンとを含むプロピレンポリマー相であり、プロピレンポリマー相中のプロピレン含有量が90〜95重量%である。第2相は、ホモポリエチレンと、エチレンおよびC3〜C10アルファオレフィンの共重合体とを含むエチレンポリマー相であり、エチレンポリマー相中のエチレン含有量が20〜50重量%である。形態改質異相ポリマーは、ASTM規格D256によるノーブレーク衝撃強度が500J/m〜700J/mであり、ASTM D1238による高メルトフローインデックスが3〜150g/10分であり、ASTM規格D790による平衡(balanced)曲げ弾性率が700〜1400MPaを有する。 Therefore, the present invention provides a morphologically modified heterophase polymer in which the heterophase polymer comprises the following two different phases. The morphologically modified heterophase polymer includes a first phase and a second phase. The first phase is a propylene polymer phase containing homopolypropylene, a copolymer of propylene and ethylene, and optionally C4 to C10 alpha olefins, with a propylene content of 90 to 95% by weight in the propylene polymer phase. is there. The second phase is an ethylene polymer phase containing homopolyethylene and a copolymer of ethylene and C3 to C10 alpha olefin, and the ethylene content in the ethylene polymer phase is 20 to 50% by weight. The morphologically modified heterophase polymer has a no-break impact strength of 500 J / m to 700 J / m according to ASTM standard D256, a high melt flow index of 3 to 150 g / 10 minutes according to ASTM D1238, and balanced according to ASTM standard D790. ) It has a flexural modulus of 700 to 1400 MPa.

本発明の特徴の1つとして、形態改質異相ポリマーが、室温で測定するノッチ付きアイゾッド試験によって規定される、ノーブレーク衝撃強度を有する。本発明の他の特徴として、形態改質異相ポリマーは、最大1800MPaまでの平衡曲げ弾性率を有する。 As one of the features of the present invention, the morphologically modified heterophase polymer has no-break impact strength as defined by a notched Izod test measured at room temperature. As another feature of the present invention, the morphologically modified heterophase polymer has an equilibrium flexural modulus up to 1800 MPa.

本発明の他の特徴として、形態改質異相ポリマーにおけるエチレン含有量が、5〜75重量%であり、好ましくは8〜20重量%である。 Another feature of the present invention is that the ethylene content of the morphologically modified heterophase polymer is 5 to 75% by weight, preferably 8 to 20% by weight.

本発明の他の特徴として、形態改質異相ポリマーにおけるプロピレン含有量が、90〜95重量%である。 Another feature of the present invention is that the propylene content of the morphologically modified heterophase polymer is 90-95% by weight.

本発明の特徴の1つとして、C4〜C10アルファオレフィンが、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、1−オクテンおよび1−デセンからなる群から選択されるものである。 As one of the features of the present invention, C4 to C10 alpha olefins are selected from the group consisting of 1-butene, 1-hexene, 1-pentene, 1-octene and 1-decene.

本発明の他の特徴として、C3〜C10アルファオレフィンが、1―プロペン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ペンテン、1−オクテンおよび1−デセンからなる群から選択されるものである。 Another feature of the present invention is that C3-C10 alphaolefins are selected from the group consisting of 1-propene, 1-butene, 1-hexene, 1-pentene, 1-octene and 1-decene.

本発明のさらに他の特徴として、プロピレンポリマー相中のエチレン濃度が5〜50%である。 Yet another feature of the present invention is that the ethylene concentration in the propylene polymer phase is 5-50%.

本発明の他の特徴として、形態改質異相ポリマーにおいて、エチレン相またはプロピレン相のいずれかが、不均質ポリマー系の連続相および離散相を構成する。エチレン相とプロピレン相の濃度は、離散相または分散相の濃度によって大きく異なる場合がある。 Another feature of the present invention is that in the morphologically modified heterophase polymer, either the ethylene phase or the propylene phase constitutes a continuous phase and a discrete phase of a heterogeneous polymer system. The concentrations of the ethylene phase and the propylene phase may vary greatly depending on the concentration of the discrete phase or the dispersed phase.

さらに他の実施形態として、エチレンポリマー相を、エチレンプロピレン共重合体またはエチレンオクタンベースのエラストマーで調製することができる。 In yet another embodiment, the ethylene polymer phase can be prepared with an ethylene propylene copolymer or an ethylene octane-based elastomer.

本発明はまた、形態改質異相ポリマーを調製する方法を提供する。当該方法は、(i)有機溶媒中で多官能性添加剤と過酸化物を予混合して形態改質剤組成物を得て、その形態改質剤組成物を異相ポリマーと混合して予混合組成物を得るステップと、(ii)予混合組成物を押出成形し、形態改質異相ポリマーを得るステップとを含む。 The present invention also provides a method of preparing a morphologically modified heterophase polymer. In this method, (i) a polyfunctional additive and a peroxide are premixed in an organic solvent to obtain a morphological modifier composition, and the morphological modifier composition is mixed with a heterophase polymer. It comprises the steps of obtaining a mixed composition and (ii) extruding the premixed composition to obtain a morphologically modified heterophase polymer.

本発明の特徴の1つとして、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、予混合された組成物が、二軸スクリュー押出機(TSE)で160〜300℃の温度で押出成形される。 As one of the features of the present invention, in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer, the premixed composition is extruded by a twin-screw extruder (TSE) at a temperature of 160 to 300 ° C.

本発明の別の特徴として、形態改質異相ポリマーの調製方法において、多官能性添加剤が不飽和有機ビニル化合物であり、ペンタエリスリトールトリアクリラート、ペンタエリスリトールテトラアクリラートおよびブタンジオールジアクリラートからなる群から選択される。 Another feature of the present invention is that in the method for preparing a morphologically modified heterophase polymer, the polyfunctional additive is an unsaturated organic vinyl compound from pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate and butanediol diacrylate. Selected from the group of

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、多官能性添加剤の添加量が1000〜7500ppmである。 As yet another feature of the present invention, in the method for preparing a morphologically modified heterophase polymer, the amount of the polyfunctional additive added is 1000 to 7500 ppm.

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、過酸化物は、アルキル過酸化物およびペルオキシエステルを含む群から選択される。 As yet another feature of the present invention, in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer, the peroxide is selected from the group comprising alkyl peroxides and peroxyesters.

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、過酸化物の添加量が25〜2000ppmである。 As yet another feature of the present invention, the amount of peroxide added in the method for preparing a morphologically modified heterophase polymer is 25 to 2000 ppm.

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、有機溶媒が、アセトン、ジクロロメタン(DCM)、パラフィン油、およびエタノールからなる群から選択される。 As yet another feature of the present invention, in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer, the organic solvent is selected from the group consisting of acetone, dichloromethane (DCM), paraffin oil, and ethanol.

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、有機溶媒の添加量が0.5〜60ml/kgである。 As yet another feature of the present invention, in the method for preparing a morphologically modified heterophase polymer, the amount of the organic solvent added is 0.5 to 60 ml / kg.

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーの調製方法において、予混合を10〜35℃、または、有機溶媒、過酸化物、もしくは多官能性添加剤の沸点を超えない温度で行う。 As yet another feature of the present invention, in the method for preparing a morphologically modified heterophase polymer, premixing is performed at 10 to 35 ° C. or at a temperature not exceeding the boiling point of an organic solvent, peroxide, or polyfunctional additive. ..

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、予混合を2分〜30分間行う。 Yet another feature of the present invention is the premixing for 2 to 30 minutes in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer.

本発明の特徴の1つとして、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、ステップ(i)が、抗酸化剤、酸捕捉剤および核剤添加剤パッケージを添加することを含む。 One of the features of the present invention is that in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer, step (i) comprises adding an antioxidant, acid scavenger and nuclear additive additive package.

本発明の好ましい特徴の1つとして、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、異相ポリマーが2つの異なる相を有している。異相ポリマーは第1相と第2相とを有する。第1相は、ホモポリプロピレン、プロピレンとエチレンの共重合体、および必要に応じてC4〜C10アルファオレフィンを含み、プロピレンポリマー相中のプロピレン含有量が90〜95重量%である、プロピレンポリマー相である。第2相は、ホモポリエチレン、およびエチレンとC3〜C10アルファオレフィンの共重合体を含み、エチレンポリマー相中のエチレン含有量が20〜50重量%である、エチレンポリマー相である。 One of the preferred features of the present invention is that in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer, the heterophase polymer has two different phases. The heterogeneous polymer has a first phase and a second phase. The first phase is a propylene polymer phase containing homopolypropylene, a copolymer of propylene and ethylene, and optionally C4-C10 alpha olefin, with a propylene content of 90-95% by weight in the propylene polymer phase. is there. The second phase is an ethylene polymer phase containing homopolyethylene and a copolymer of ethylene and C3 to C10 alpha olefin, and the ethylene content in the ethylene polymer phase is 20 to 50% by weight.

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、異相ポリマーが(i)ホモポリプロピレンおよび(ii)エチレンとプロピレンの共重合体の、2つの異なる相を有している。異相ポリマーは2段階のプロセスで製造され、ホモポリプロピレンの重合が第1反応器で行われ、エチレンプロピレンゴムの重合が第2反応器で行われる。 Yet another feature of the present invention is that in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer, the heterophase polymer has two different phases: (i) homopolypropylene and (ii) a copolymer of ethylene and propylene. .. The heterophase polymer is produced in a two-step process, with homopolypropylene polymerization in the first reactor and ethylene propylene rubber polymerization in the second reactor.

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、重合がチーグラー・ナッタ触媒またはメタロセン触媒の存在下で行われる。 Yet another feature of the present invention is that in the method of preparing morphologically modified heterophase polymers, the polymerization is carried out in the presence of a Ziegler-Natta or metallocene catalyst.

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、エチレンプロピレン共重合体のエチレン含有量が10〜80重量%である。 As yet another feature of the present invention, in the method for preparing a morphologically modified heterophase polymer, the ethylene content of the ethylene propylene copolymer is 10 to 80% by weight.

本発明のさらに別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、異相ポリマー中のエチレン含有量が8〜20%であることである。 Yet another feature of the present invention is that in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer, the ethylene content in the heterophase polymer is 8 to 20%.

本発明の別の特徴として、形態改質異相ポリマーの調製方法において、ASTM D5492による異相ポリマーのキシレン含有量が10〜30重量%であり、ASTM D1238によるメルトフローインデックス(MFI)が10〜100g/10分であり、ASTM規格D790による曲げ弾性率が700〜1300MPAであり、ASTM規格D256による室温で測定されるノッチ付きアイゾッド法によって定められる衝撃強度が80〜700J/mである。 Another feature of the present invention is that in the method for preparing a morphologically modified heterophase polymer, the xylene content of the heterophase polymer according to ASTM D5492 is 10-30% by weight, and the melt flow index (MFI) according to ASTM D1238 is 10-100 g / g. It takes 10 minutes, the flexural modulus according to ASTM standard D790 is 700 to 1300 MPa, and the impact strength determined by the notched eyezod method measured at room temperature according to ASTM standard D256 is 80 to 700 J / m.

本発明の特徴の1つとして、形態改質異相ポリマーが、高流動性および高衝撃性の特性向上をもたらすことである。 One of the features of the present invention is that the morphologically modified heterophase polymer brings about improved properties of high fluidity and high impact resistance.

本発明の別の特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、予混合された組成物が、二軸スクリュー押出機で160〜300℃の温度で押出成形される。好ましい特徴の一つとして、予混合された組成物が、二軸スクリュー押出機で100〜280℃で押出成形される。 Another feature of the present invention is that in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer, the premixed composition is extruded in a twin-screw extruder at a temperature of 160-300 ° C. As one of the preferred features, the premixed composition is extruded in a twin-screw extruder at 100-280 ° C.

好ましい特徴として、形態改質異相ポリマーの調製方法において、多官能性添加剤が、不飽和有機ビニル化合物であり、ペンタエリスリトールトリアクリラート、ペンタエリスリトールテトラアクリラート、およびブタンジオールジアクリラートからなる群から選択されるものである。別の特徴として、多官能性添加剤の添加量が1000〜7500ppmである。 As a preferred feature, in the method for preparing a morphologically modified heterophase polymer, the polyfunctional additive is an unsaturated organic vinyl compound consisting of pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, and butanediol diacrylate. It is selected from. Another feature is that the amount of the polyfunctional additive added is 1000 to 7500 ppm.

他の好ましい特徴として、形態改質異相ポリマーを調製するための方法において、過酸化物が、過酸化アルキルおよびペルオキシエステルからなる群から選択される。一つの特徴として、過酸化物は、ジ−tert−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、1,3−ビス(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、tert−ブチルクミルペルオキシド、2,5−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキシン−3、ジイソプロピルベンゼンモノヒドロペルオキシド、2,5−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン、tertブチルペルオキシベンゾエート、およびルプロックス(Luprox)101、ルプロックス100、トリガノックス(Triganox)101、トリガノックス301などの商品名のラウリルペルオキシドからなる群から選択される。別の特徴として、ペルオキシドの添加量が25〜2000ppmである。 Another preferred feature is that in the method for preparing morphologically modified heterophase polymers, the peroxide is selected from the group consisting of alkyl peroxides and peroxyesters. As one characteristic, the peroxides are di-tert-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 1,3-bis (tert-butylperoxyisopropyl) benzene, tert-butylcumyl peroxide, and 2,5-bis (tert-). Butylperoxy) -2,5-dimethylhexin-3, diisopropylbenzene monohydroperoxide, 2,5-bis (tert-butylperoxy) -2.5-dimethylhexane, tert-butylperoxybenzoate, and Luprox. It is selected from the group consisting of lauryl peroxides with trade names such as 101, Luplox 100, Triganox 101, and Triganox 301. Another feature is that the amount of peroxide added is 25-2000 ppm.

別の好ましい特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、有機溶媒が、アセトン、ジクロロメタン(DCM)、パラフィン油、およびエタノールを含む群から選択される。本発明のさらに別の特徴として、有機溶媒が0.5〜60ml/kg添加される。 Another preferred feature is that in the method of preparing the morphologically modified heterophase polymer, the organic solvent is selected from the group comprising acetone, dichloromethane (DCM), paraffin oil, and ethanol. Yet another feature of the present invention is the addition of 0.5-60 ml / kg of organic solvent.

好ましい特徴として、形態改質異相ポリマーを調製するための方法において、予混合は10〜35℃、または、有機溶媒、過酸化物、もしくは多官能性添加剤の沸点を超えない温度で行われる。別の好ましい特徴として、予混合を2〜30分間行う。好ましくは、予混合を2〜20分間行う。より好ましくは、予混合を5〜10分間行う。さらに別の特徴として、予混合を、不活性ガスの存在下または空気の存在下のいずれかで、周囲圧力で行う。 As a preferred feature, in the method for preparing the morphologically modified heterophase polymer, premixing is carried out at 10-35 ° C. or at a temperature not exceeding the boiling point of the organic solvent, peroxide or polyfunctional additive. As another preferred feature, premixing is performed for 2-30 minutes. Preferably, the premix is performed for 2 to 20 minutes. More preferably, premixing is performed for 5-10 minutes. Yet another feature is that the premixing is carried out at ambient pressure, either in the presence of an inert gas or in the presence of air.

別の好ましい特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、ステップ(i)は、抗酸化剤(一次、二次)、酸捕捉剤、および核剤添加剤パッケージを加える手順を含む。別の特徴として、抗酸化剤が一次および二次である。 As another preferred feature, in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer, step (i) comprises adding an antioxidant (primary, secondary), acid scavenger, and nuclear additive additive package. Another feature is that antioxidants are primary and secondary.

一つの特徴として、形態改質異相ポリマーを調製する方法において、異相ポリマーが(i)ホモポリプロピレンと、(ii)エチレンとプロピレンの共重合体との2つの異なる相を有している。異相ポリマーは、2段階のプロセスで製造され、ホモポリプロピレンの重合が第1反応器で行われ、エチレンプロピレンゴムの重合が第2反応器で行われる。好ましい特徴として、重合がチーグラー・ナッタ触媒またはメタロセン触媒の存在下で行われる。さらに他の特徴として、エチレンプロピレン共重合体のエチレン含有量が10〜80重量%である。1つの特徴として、異相ポリマー中のエチレン含有量が8〜20%である。他の好ましい特徴として、ASTM D5492による異相ポリマーのキシレン含有量が10〜30重量%であり、ASTM D1238によるメルトフローインデックス(MFI)が10〜100g/10分であり、ASTM規格D790による曲げ弾性率が700〜1300MPAであり、ASTM規格D256による室温で測定されるノッチ付きアイゾッド法によって定められる衝撃強度が80〜700J/m(ノーブレーク、すなわち500J/mより大きい)である。 As one feature, in the method of preparing a morphologically modified heterophase polymer, the heterophase polymer has two different phases: (i) homopolypropylene and (ii) a copolymer of ethylene and propylene. The heterophase polymer is produced in a two-step process, with homopolypropylene polymerization in the first reactor and ethylene propylene rubber polymerization in the second reactor. As a preferred feature, the polymerization is carried out in the presence of a Ziegler-Natta or metallocene catalyst. As yet another feature, the ethylene content of the ethylene propylene copolymer is 10 to 80% by weight. One feature is that the ethylene content in the heterophase polymer is 8-20%. Other preferred features are that the xylene content of the heterophase polymer according to ASTM D5492 is 10-30% by weight, the melt flow index (MFI) according to ASTM D1238 is 10-100 g / 10 min, and the flexural modulus according to ASTM standard D790. Is 700 to 1300 MPa, and the impact strength determined by the Notched Izod Method measured at room temperature according to ASTM Standard D256 is 80 to 700 J / m (no break, i.e. greater than 500 J / m).

本発明はまた、第1相と第2相という2つの異なる相を有する形態改質異相ポリマーを提供する。第1相はプロピレンポリマー相であり、ホモポリプロピレン、プロピレンとエチレンの共重合体、および必要に応じてC4〜C10アルファオレフィンを含み、プロピレンポリマー相中のプロピレン含有量が90〜95重量%である。第2相はエチレンポリマー相であり、ホモポリエチレン、およびエチレンとC3〜C10アルファオレフィンの共重合体を含み、エチレンポリマー相中のエチレン含有量が20〜50重量%の範囲である。形態改質異相ポリマーは、ASTM規格D256による500J/m〜700J/mのノーブレーク衝撃強度、ASTM D1238による3〜150g/10分の高メルトフローインデックス、および、ASTM規格D790による700〜1400MPaの平衡曲げ弾性率を有する。形態改質異相ポリマーは、有機溶媒中で多官能性添加剤と過酸化物を予混合することにより形態改質剤組成物を得て、形態改質剤組成物を異相ポリマーと混合することにより予混合組成物を得て、予混合組成物を押出成形ことによって得ることができる。 The present invention also provides a morphologically modified heterophase polymer having two different phases, a first phase and a second phase. The first phase is a propylene polymer phase, which contains homopolypropylene, a copolymer of propylene and ethylene, and optionally C4-C10 alpha olefin, and has a propylene content of 90-95% by weight in the propylene polymer phase. .. The second phase is an ethylene polymer phase, which contains homopolyethylene and a copolymer of ethylene and C3 to C10 alpha olefin, and the ethylene content in the ethylene polymer phase is in the range of 20 to 50% by weight. Morphologically modified heterophase polymers have a no-break impact strength of 500 J / m to 700 J / m according to ASTM standard D256, a high melt flow index of 3 to 150 g / 10 minutes according to ASTM D1238, and an equilibrium of 700 to 1400 MPa according to ASTM standard D790. Has a flexural modulus. The morphologically modified heterophase polymer is obtained by premixing a polyfunctional additive and a peroxide in an organic solvent to obtain a morphologically modifying agent composition, and by mixing the morphologically modified agent composition with the heterogeneous polymer. It can be obtained by obtaining a premixed composition and extruding the premixed composition.

本発明は様々な変形形態および代替形態が可能であるが、その具体的な実施形態を以下に詳細に説明する。当然理解できることであるが、本発明を、開示された特定の形態に限定することを意図するものではなく、むしろ添付の特許請求の範囲により定められる本発明の範囲内にあるすべての変形形態、均等形態、および代替形態を包含する。 Various modifications and alternative forms of the present invention are possible, and specific embodiments thereof will be described in detail below. It is understandable, of course, that the present invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but rather all variants within the scope of the invention as defined by the appended claims. Includes equivalent and alternative forms.

以下の記載は、単に例示的な実施形態に過ぎず、本発明の範囲、適用可能性、または構成を限定することを意図するものではない。むしろ、以下の記載は、本発明の例示的な実施形態を実施するための好適な例示を提供する。記載された実施形態に対する様々な変更は、本発明の範囲から逸脱することなく、記載された構成要素の機能および配置においてなされてもよい。 The following description is merely exemplary embodiment and is not intended to limit the scope, applicability, or configuration of the present invention. Rather, the following description provides suitable examples for carrying out exemplary embodiments of the invention. Various changes to the described embodiments may be made in the function and arrangement of the described components without departing from the scope of the invention.

本発明は、多官能性添加剤および有機過酸化物を使用する異相ポリプロピレン共重合体の形態改質のための新規かつ経済的な方法を提供することを意図する。形態改質は、ポリプロピレンのインパクト共重合体のゴム相と、ポリプロピレンのインパクト共重合体のホモポリマーマトリクスとの相互作用の強化を伴う。その結果、反応器後の樹脂のメルトフロー特性が数倍増加するのに伴い、反応器後の改質樹脂の耐衝撃性が数倍にまで強化される。 The present invention is intended to provide a novel and economical method for morphological modification of heterophase polypropylene copolymers using polyfunctional additives and organic peroxides. Morphological modification involves enhancing the interaction between the rubber phase of the polypropylene impact copolymer and the homopolymer matrix of the polypropylene impact copolymer. As a result, as the melt flow characteristics of the resin after the reactor increase several times, the impact resistance of the modified resin after the reactor is strengthened several times.

本発明は、ポリプロピレンの異相共重合体の形態改質に関し、形態改質剤組成物の調製の新規かつ経済的な方法および反応器後の押出成形プロセスを伴う。 The present invention relates to morphological modification of polypropylene heterophase copolymers and involves novel and economical methods of preparing morphological modifier compositions and extrusion molding processes after the reactor.

ポリマー:
本発明で述べる異相ポリマーは、2つの異なる相、すなわち、2段階プロセスで製造される、ホモポリプロピレンと、エチレンとプロピレンの共重合体とを有する。ホモポリプロピレンの重合が第一反応器で行われ、第二反応器でエチレンプロピレンゴム重合が行われ、必要に応じて第三反応器でも同様に重合が行われてもよい。この重合プロセスで使用される触媒は、チーグラー−ナッタ触媒またはメタロセン触媒とすることができる。エチレンプロピレン共重合体のエチレンの比率は10〜80重量%である。ASTM D5492による、最終的な異相ポリマーにおけるエチレン含有量は8〜20%であり、得られたポリマーのキシレン含有量は10〜25重量%である。ASTM D1238による、不均一ポリマーのMFIは、3〜12g/10分である。ASTM規格D790による、異相ポリマーの曲げ弾性率は700〜1300MPAであり、また、ASTM規格D256による、室温で測定されるノッチ付きアイゾッド法により規定される衝撃特性は80〜700J/mである。本発明で述べる異相ポリマーは、反応器外における粉体形態または造粒物形態で使用される。
polymer:
The heterophase polymer described in the present invention has two different phases, namely homopolypropylene produced in a two-step process and a copolymer of ethylene and propylene. The polymerization of homopolypropylene may be carried out in the first reactor, the ethylene propylene rubber polymerization may be carried out in the second reactor, and the polymerization may be carried out in the third reactor as well, if necessary. The catalyst used in this polymerization process can be a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst. The proportion of ethylene in the ethylene-propylene copolymer is 10 to 80% by weight. The ethylene content of the final heterophase polymer according to ASTM D5492 is 8-20% and the xylene content of the resulting polymer is 10-25% by weight. The MFI of the heterogeneous polymer according to ASTM D1238 is 3-12 g / 10 min. The flexural modulus of the heterophase polymer according to ASTM standard D790 is 700 to 1300 MPa, and the impact characteristic specified by the notched Izod method measured at room temperature according to ASTM standard D256 is 80 to 700 J / m. The heterophase polymer described in the present invention is used in powder form or granulated form outside the reactor.

方法:
本発明の方法は、2つのステージを含む。ステージ1は、形態改質剤組成物の調製、および、反応性改質添加剤/形態改質剤組成物と異相ポリマーとを混合するステップを含む。ステージ2は、反応押出成形プロセスを含み、ステージ1で得られた最終混合物を150℃〜260℃で、二軸押出機で押出成形する。
Method:
The method of the present invention comprises two stages. Stage 1 includes the preparation of the morphological modifier composition and the step of mixing the reactive modifying additive / morphological modifier composition with the heterophase polymer. Stage 2 includes a reaction extrusion process, where the final mixture obtained in stage 1 is extruded at 150 ° C. to 260 ° C. in a twin-screw extruder.

ステージ1
形態改質添加剤/反応性改質添加剤混合物/形態改質剤組成物:
有機溶媒(例えば、アセトン、DCM、パラフィン油、エタノール)において多官能性添加剤と過酸化物の予混合を0〜100ml/kg、好ましくは5〜40ml/kg、より好ましくは5〜20ml/kgの範囲で行う際は、10〜35℃、または、有機溶媒、過酸化物、もしくは多官能性添加剤の沸点を超えない温度で行うことが好ましい。予混合は、2分以上、好ましくは5分以上、より好ましくは10分以上、特に30分〜45分以上行う。予混合は、不活性ガスの存在下または空気の存在下のいずれかで、周囲圧力で行う。
Stage 1
Morphological Modifier / Reactive Excipient Mixture / Morphological Modulator Composition:
Premixing the polyfunctional additive and peroxide in an organic solvent (eg acetone, DCM, paraffin oil, ethanol) 0-100 ml / kg, preferably 5-40 ml / kg, more preferably 5-20 ml / kg. In the range of 10 to 35 ° C., or at a temperature not exceeding the boiling point of the organic solvent, peroxide, or polyfunctional additive. Premixing is carried out for 2 minutes or longer, preferably 5 minutes or longer, more preferably 10 minutes or longer, particularly 30 to 45 minutes or longer. Premixing is carried out at ambient pressure, either in the presence of an inert gas or in the presence of air.

このようにして調製された形態改質剤組成物を、異相ポリプロピレンなどのポリオレフィン(ランダム共重合体およびブロック共重合体を含む共重合体)に添加する。上記の方法で得られた形態改質剤組成物を、バッチミキサー/高速ミキサーまたは二軸押出機の液体供給システムにおける、ポリオレフィンの反応器粉体または造粒物に添加する場合、液体の状態で使用してもよい。 The morphological modifier composition thus prepared is added to polyolefins such as heterophase polypropylene (copolymers containing random copolymers and block copolymers). When the morphological modifier composition obtained by the above method is added to a polyolefin reactor powder or granule in a liquid supply system of a batch mixer / high-speed mixer or a twin-screw extruder, it is in a liquid state. You may use it.

抗酸化剤、酸掃去剤および核剤添加剤パッケージとともに、インパクト共重合体PP粉体の反応器粉体とPETA(ペンタエリスリトールトリアクリラート)および過酸化物溶液の予混合を、室温でかつ周囲圧力下で、高速ミキサーにおいて平均滞留時間が5分〜30分以上、より好ましくは2分間以上行う。 Premix of impact copolymer PP powder reactor powder with PETA (pentaerythritol triacrylate) and peroxide solution, along with antioxidant, acid sweeping agent and nuclear additive additive packages, at room temperature. Under ambient pressure, the average residence time in a high speed mixer is 5 to 30 minutes or longer, more preferably 2 minutes or longer.

抗酸化剤(一次、二次)、酸掃去剤、および核剤添加剤パッケージは、ポリプロピレン反応器粉体と反応性改質添加剤の混合物とともに、高速ミキサーにおいてppmレベル(750、750)、350p、250ppmのそれぞれで混合する際に添加される。一方、インパクト共重合体ポリプロピレン造粒物には、製造方法の押出成形段階で添加される固有のこの添加剤パッケージを含む。 Antioxidants (primary, secondary), acid sweeping agents, and nuclear additive additives packages, along with a mixture of polypropylene reactor powder and reactive modifying additives, at ppm levels (750, 750) in a high speed mixer. It is added when mixing at 350 p and 250 ppm, respectively. On the other hand, the impact copolymer polypropylene granules contain this unique additive package that is added during the extrusion molding step of the manufacturing process.

この実験で使用される一次および二次抗酸化剤は、テトラキスメチレン[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロコンナメート]メタン(Irganox(登録商標)1010)とトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)リン酸(Irganox 168)とを組み合わせたものである。ここで使用される核剤はHPN20Eであり、これらの実験で使用される酸掃去剤はステアリン酸カルシウムである。 The primary and secondary antioxidants used in this experiment were tetrakismethylene [3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydroconnamate] methane (Irganox® 1010) and Tris (2,4). It is a combination of −di-tert-butylphenyl) phosphate (Irganox 168). The nucleating agent used here is HPN20E and the acid sweeping agent used in these experiments is calcium stearate.

一次および二次抗酸化剤の添加量は250ppm〜1%であり、好ましくは250〜5000ppmであり、より好ましくは250〜1500ppmである。核剤および酸掃去剤の添加量は250ppm〜2%であり、好ましくは250〜5000ppmであり、より好ましくは250〜1500ppmである。 The amount of the primary and secondary antioxidants added is 250 ppm to 1%, preferably 250 to 5000 ppm, and more preferably 250 to 1500 ppm. The amount of the nucleating agent and the acid sweeping agent added is 250 ppm to 2%, preferably 250 to 5000 ppm, and more preferably 250 to 1500 ppm.

ステージ2−反応押出成形プロセス:
次いで、予混合された混合物を、最大スクリュー回転速度が800rpmであり、スクリューの直径が26mmであり、長さ/直径比が40:1である、Labtech社製の二軸スクリュー押出機で溶融混合した。押出機の速度は100〜200rpmに維持し、バレル温度は100〜250℃に維持し、供給率は8〜20kg/時に維持した。改質されたバッチの押出成形物を、水浴で冷却した後、2〜3mmサイズのペレットにペレット化した。
Stage 2-Reactive extrusion process:
The premixed mixture is then melt-mixed in a Labtech twin-screw extruder with a maximum screw speed of 800 rpm, a screw diameter of 26 mm and a length / diameter ratio of 40: 1. did. The speed of the extruder was maintained at 100-200 rpm, the barrel temperature was maintained at 100-250 ° C, and the supply rate was maintained at 8-20 kg / hour. The modified batch extruded product was cooled in a water bath and then pelletized into 2-3 mm sized pellets.

本発明により得られた組成物は、特定の形態で、好ましくは最終配合プロセスに添加する際のペレットとして使用することができる。このようにして得られた組成物は、微粉体として使用してもよい。 The composition obtained according to the present invention can be used in a specific form, preferably as pellets when added to the final compounding process. The composition thus obtained may be used as a fine powder.

本発明の特徴の1つとして、形態改質異相ポリマーが、ノーブレーク衝撃強度と、平衡曲げ弾性率を有し、100g/10分(これに限定されない)という非常に高いメルトフローインデックスとを有する衝撃強度の改善されたPPを有する。この形態改質異相ポリマーは、従来のチーグラー−ナッタ触媒および従来の方法を使用して製造されるPPを改質することにより開発された。その方法では、衝撃強度が100J/m、MFIが10g/分、曲げ弾性率が中程度に制限される。この改質により、メルトフローインデックスと衝撃強度の両方が同時に改善される。この改質は、高分子産業で使用される従来の押出機で行うことができ、過酸化物などの活性剤や希釈剤などの反応安定剤の存在下で多官能性化合物を添加して行う。 As one of the features of the present invention, the morphologically modified heterophase polymer has a no-break impact strength, an equilibrium flexural modulus, and a very high melt flow index of 100 g / 10 min (but not limited to this). It has PP with improved impact strength. This morphologically modified heterophase polymer was developed by modifying PP produced using conventional Ziegler-Natta catalysts and conventional methods. In that method, the impact strength is limited to 100 J / m, the MFI is limited to 10 g / min, and the flexural modulus is moderately limited. This modification improves both the melt flow index and the impact strength at the same time. This modification can be carried out in a conventional extruder used in the polymer industry, by adding a polyfunctional compound in the presence of an activator such as a peroxide or a reaction stabilizer such as a diluent. ..

上記の形態改質異相ポリマーも、FDAおよびREACH規制に合格した試料である。 The above-mentioned morphologically modified heterophase polymer is also a sample that has passed the FDA and REACH regulations.

本発明の他の特徴として、異相ポリオレフィンポリマーは2つの異なる相からなっており、第1相は、プロピレンポリマー相であり、プロピレンとエチレンのホモポリマーおよび共重合体やC4〜C10アルファオレフィンのホモポリマーおよび共重合体からなり、エチレン濃度は最大で50%とすることができる。第2相はエチレンポリマー相であり、エチレンとC3〜C10アルファオレフィンのホモポリマーおよび共重合体からなる。 Another feature of the present invention is that the heterogeneous polyolefin polymer consists of two different phases, the first phase is the propylene polymer phase, which is a propylene and ethylene homopolymer and a copolymer or a homozygous for C4-C10 alpha olefins. It is composed of a polymer and a copolymer, and the ethylene concentration can be up to 50%. The second phase is an ethylene polymer phase, which consists of ethylene and C3-C10 alphaolefin homopolymers and copolymers.

エチレンポリマー相は、エチレン、または、エチレンおよびC3〜C10アルファオレフィンの共重合体のみからなるものであってもよく、それに基づいてエチレン含有量は8〜90重量%の間で変化してもよい。 The ethylene polymer phase may consist only of ethylene or a copolymer of ethylene and C3 to C10 alpha olefins, based on which the ethylene content may vary between 8 and 90% by weight. ..

ここで、エチレン相またはプロピレン相のいずれかが、不均質ポリマー系の連続的かつ離散的な相を構成する。エチレン相とプロピレン相の濃度は、離散相または分散相の濃度によって大きく異なっていてもよい。 Here, either the ethylene phase or the propylene phase constitutes a continuous and discrete phase of the heterogeneous polymer system. The concentrations of the ethylene phase and the propylene phase may vary greatly depending on the concentration of the discrete phase or the dispersed phase.

プロピレンポリマー相のプロピレン含有量は80%以上となり得るし、異相組成物中のエチレン含有量は5〜75重量%となり得る。同様に、エチレンポリマー相は、エチレンプロピレン共重合体またはエチレンオクタンベースのエラストマーからなっていてもよい。 The propylene content of the propylene polymer phase can be 80% or more, and the ethylene content in the heterophase composition can be 5 to 75% by weight. Similarly, the ethylene polymer phase may consist of an ethylene propylene copolymer or an ethylene octane-based elastomer.

以下の非限定的な例は、本発明について詳細に説明するものである。しかしながら、それらは、いかなる形であれ本発明の範囲を限定することを意図するものではない。 The following non-limiting examples describe the invention in detail. However, they are not intended to limit the scope of the invention in any way.

実施例
ポリマー:
PP1Aは、プロピレンおよびエチレンの共重合体の反応器粉体/異相ポリマーであり、MFR2(230℃)が9〜11g/10分、エチレン含有量が14〜15%、キシレン可溶量が21〜23重量%、曲げ弾性率が800〜1000MPa、ノッチ付きアイゾッド衝撃強度が500J/mより大きいものである。
Example
polymer:
PP1A is a reactor powder / heterophase polymer of a copolymer of propylene and ethylene, having an MFR2 (230 ° C.) of 9 to 11 g / 10 minutes, an ethylene content of 14 to 15%, and a xylene-soluble amount of 21 to 21. It is 23% by weight, has a flexural modulus of 800 to 1000 MPa, and has a notched eyezod impact strength of more than 500 J / m.

PP1Bは、プロピレンとエチレンの共重合体の押出造粒物であり、MFR2(230℃)が9〜11g/10分、エチレン含有量が14〜15%、キシレン可溶量が21〜23重量%、曲げ弾性率が800〜1000MPa、ノッチ付きアイゾッド衝撃強度が500J/mより大きいものである。 PP1B is an extruded granulated product of a copolymer of propylene and ethylene, having an MFR2 (230 ° C.) of 9 to 11 g / 10 minutes, an ethylene content of 14 to 15%, and a xylene-soluble amount of 21 to 23% by weight. The bending elastic modulus is 800 to 1000 MPa, and the impact strength of the notched eyezod is larger than 500 J / m.

PP2Aは、プロピレンとエチレンの共重合体の反応器粉体であり、MFR2(230℃)が7〜9g/10分、エチレン含有量が8.5〜10.5%、キシレン可溶量が18〜20重量%、曲げ弾性率が1000MPa〜1200MPa、ノッチ付きアイゾッド衝撃強度が100〜200J/mのものである。 PP2A is a reactor powder of a copolymer of propylene and ethylene, and has an MFR2 (230 ° C.) of 7 to 9 g / 10 minutes, an ethylene content of 8.5 to 10.5%, and a xylene-soluble content of 18. It has a flexural modulus of about 20% by weight, a flexural modulus of 1000 MPa to 1200 MPa, and a notched eyezod impact strength of 100 to 200 J / m.

PP2Bは、プロピレンとエチレンの共重合体の押出造粒物であり、MFR2(230℃)が7〜9g/10分、エチレン含有量が8.5〜10.5%、キシレン可溶量が18〜20重量%、曲げ弾性率が1000MPa〜1200MPa、ノッチ付きアイゾッド衝撃強度が100〜200J/mのものである。 PP2B is an extruded granulated product of a copolymer of propylene and ethylene, having an MFR2 (230 ° C.) of 7 to 9 g / 10 minutes, an ethylene content of 8.5 to 10.5%, and a xylene-soluble content of 18. ~ 20% by weight, flexural modulus of 1000 MPa to 1200 MPa, and notched eyezod impact strength of 100 to 200 J / m.

PP3Aは、プロピレンとエチレンの共重合体の反応器粉体であり、MFR2(230℃)が9〜12g/10分、エチレン含有量が8〜10%、キシレン可溶量が16.5〜19.5重量%、曲げ弾性率が1000MPa〜1200MPa、ノッチ付きアイゾッド衝撃強度が100〜200J/mのものである。 PP3A is a reactor powder of a copolymer of propylene and ethylene, and has an MFR2 (230 ° C.) of 9 to 12 g / 10 minutes, an ethylene content of 8 to 10%, and a xylene-soluble amount of 16.5 to 19. It is 5.5% by weight, has a flexural modulus of 1000 MPa to 1200 MPa, and has a notched eyezod impact strength of 100 to 200 J / m.

PP3Bは、プロピレンとエチレンの共重合体の押出造粒物であり、MFR2(230℃)が9〜12g/10分、エチレン含有量が8〜10%、キシレン可溶量が16.5〜19.5重量%、曲げ弾性率が1000MPa〜1200MPa、ノッチ付きアイゾッド衝撃強度が100〜200J/mのものである。 PP3B is an extruded granulated product of a copolymer of propylene and ethylene, and has an MFR2 (230 ° C.) of 9 to 12 g / 10 minutes, an ethylene content of 8 to 10%, and a xylene-soluble amount of 16.5 to 19. It is 5.5% by weight, has a flexural modulus of 1000 MPa to 1200 MPa, and has a notched eyezod impact strength of 100 to 200 J / m.

PP4は、プロピレンとエチレンの共重合体の反応器粉体であり、MFR2(230℃)が3〜4g/10分、エチレン含有量が9〜10%、キシレン可溶量が15.5〜18.5重量%、曲げ弾性率が1000MPa〜1200MPa、衝撃強度が150J/mより大きいものである。 PP4 is a reactor powder of a copolymer of propylene and ethylene, and has an MFR2 (230 ° C.) of 3 to 4 g / 10 minutes, an ethylene content of 9 to 10%, and a xylene-soluble amount of 15.5 to 18 It is 5.5% by weight, has a flexural modulus of 1000 MPa to 1200 MPa, and has an impact strength of more than 150 J / m.

化学製品の詳細:
実施例で使用される化学製品の詳細は次のとおりである。
●過酸化物1−Luperox 101(2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン)分子量290g/mol,0.877g/ml,およびアッセイ90%。
●過酸化物2−Triganox 301(3,6,9−トリエチル−3,6,9−トリメチル−1,4,7−トリペロキソナン)
●使用したMFC1−PETA(ペンタエリスリトールトリアクリラート)は、分子量298.29g/mol、25℃で1.18g/mlおよび反応抑制剤としてモノメチルエーテルハイドロキノン300〜400ppmを含む。
●MFC2−PETeA(ペンタエリスリトールテトラアクリラート)
●溶媒1−使用したアセトンの純度は99%、20℃での1mlあたりの重量が0.79〜0.792g、不揮発性物質の不純物の上限は0.002%、酸性度0.015%、および水0.4%
●溶媒2−DCM(ジクロロメタン)
●溶媒3−使用したLP(液体パラフィンライト)は、25℃での粘度が25〜80mPas、25℃で1mlあたりの重量が0.82〜0.88g、水の最大不純物は0.05%
Chemical product details:
Details of the chemical products used in the examples are as follows.
● Peroxide 1-Luperox 101 (2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane) molecular weight 290 g / mol, 0.877 g / ml, and assay 90%.
● Peroxide 2-Triganox 301 (3,6,9-triethyl-3,6,9-trimethyl-1,4,7-tripeloxonan)
● The MFC1-PETA (pentaerythritol triacryllate) used contains 298.29 g / mol in molecular weight, 1.18 g / ml at 25 ° C., and 300 to 400 ppm monomethyl ether hydroquinone as a reaction inhibitor.
● MFC2-PeteA (Pentaerythritol Tetraacrylate)
● Solvent 1-The purity of acetone used is 99%, the weight per 1 ml at 20 ° C is 0.79 to 0.792 g, the upper limit of impurities of non-volatile substances is 0.002%, and the acidity is 0.015%. And 0.4% water
● Solvent 2-DCM (dichloromethane)
● Solvent 3-The LP (liquid paraffin light) used has a viscosity of 25 to 80 mPas at 25 ° C, a weight of 0.82 to 0.88 g per ml at 25 ° C, and a maximum impurity of water of 0.05%.

実験の詳細:
反応押出成形プロセスのペレット化した組成物を使用してASTM規格に従った機械的試験用の試料を準備した。この準備は、スクリュー直径が40mm、L:D比が20:1、および60トン数の型締力で、L&Tプラスチックマシネリー社の射出成形機により行った。バレル温度は150℃〜300℃に保ち、金型温度は60℃に保った。得られた射出成形試料を使用して、ASTM規格に従って、引張、屈曲、および衝撃強度を測定した。
Experiment details:
Samples for mechanical testing according to ASTM standards were prepared using the pelleted composition of the reaction extrusion process. This preparation was performed by an injection molding machine manufactured by L & T Plastic Machinery Co., Ltd. with a screw diameter of 40 mm, an L: D ratio of 20: 1, and a mold clamping force of 60 tonnage. The barrel temperature was kept at 150 ° C. to 300 ° C., and the mold temperature was kept at 60 ° C. The resulting injection molded sample was used to measure tensile, flexing, and impact strength according to ASTM standards.

配合試料のメルトフローレートは、ASTM D1238に従って、Gottfret社製の自動マルチロードMFI装置で、230℃、2.16kgの荷重で測定した。 The melt flow rate of the compounded sample was measured according to ASTM D1238 with an automatic multiload MFI device manufactured by Gottfret at 230 ° C. and a load of 2.16 kg.

曲げ弾性率は、ASTM D618規格に従って調整された後、TIRA社(ドイツ)製の万能試験機でASTM D790に従って測定した。 The flexural modulus was adjusted according to the ASTM D618 standard and then measured according to ASTM D790 with a universal testing machine manufactured by TIRA (Germany).

バーのノッチ付きアイゾット衝撃強さは、ASTM D618規格に従って調整された後、ASTM D256に従って23℃で測定した。 The notched Izod impact strength of the bar was adjusted according to ASTM D618 standard and then measured at 23 ° C. according to ASTM D256.

黄色度指数は、分光光度データから計算された数値であって、試験試料の透明または白から黄色への色の変化を表すものである。この試験は、実際の、またはシミュレートされた屋外暴露によって引き起こされる物質の色の変化を評価するために最も一般的に使用される。押出造粒物の黄色度指数は、ASTM E 313−10に従って、Hunterlab社のLabscan XEにより23℃で測定した。 The yellowness index is a numerical value calculated from spectrophotometric data and represents the color change of the test sample from transparent or white to yellow. This test is most commonly used to assess the color change of a substance caused by actual or simulated outdoor exposure. The yellowness index of the extruded granules was measured at 23 ° C. by Labscan XE from Hunterlab according to ASTM E 313-10.

実施例1:
以下の例は、様々な反応性形態改質剤組成物を使用したインパクト共重合体ポリプロピレン反応器粉体(PP3A)の反応性改質、および本発明の方法により強化された特性を示したものである。
Example 1:
The following examples show the reactive modification of impact copolymer polypropylene reactor powder (PP3A) using various reactive morphological modifier compositions and the properties enhanced by the method of the present invention. Is.

表1:PP3の反応押出成形に使用される種々の混合物を示す。

Figure 2020172626

Table 1: Shows the various mixtures used in the reaction extrusion of PP3.
Figure 2020172626

上記のすべての配合の試験試料を調製し、試料の物理的特性について、上記のASTM規格に従って試験を行った。例1および例17は、どちらもプラント由来の純ポリプロピレン(neatPolypropylene)材料であるが、生産ロットが異なるものである。 Test samples with all of the above formulations were prepared and tested for physical properties of the samples according to the above ASTM standards. Example 1 and Example 17 are both plant-derived pure polypropylene materials, but with different production lots.

下記の表は、ポリプロピレンPP3Aにおける改質バッチの、230℃、2.16Kg荷重でのメルトフローインデックス(g/10分)、ASTM D256に従った衝撃強度(J/m)、およびASTM D 790に従った曲げ弾性率(MPa)を示す。

Figure 2020172626
The table below shows the melt flow index (g / 10 min) of the modified batch in polypropylene PP3A at 230 ° C., 2.16 kg load, impact strength according to ASTM D256 (J / m), and ASTM D 790. Therefore, the flexural modulus (MPa) is shown.
Figure 2020172626

上記の試験には、MFIが11g/10分、および衝撃強度が約115J/mのPP3A反応器粉体(実験(EXP)1)を用いた。実験1は、過酸化物およびMFCを加えず、反応押出成形プロセスで説明したものと同様の処理条件で、TSEで処理した比較例である。 For the above test, PP3A reactor powder (Experiment (EXP) 1) having an MFI of 11 g / 10 minutes and an impact strength of about 115 J / m was used. Experiment 1 is a comparative example in which peroxide and MFC were not added and the treatment was performed with TSE under the same treatment conditions as those described in the reaction extrusion molding process.

実験2〜16では、低濃度、すなわち25〜100ppmの過酸化物を、より高濃度である2500〜7500ppmのMFCと組み合わせることにより、500J/mを超えるより高い衝撃強度が得られたが、MFIは8〜15g/10分に維持された。すなわち、流動特性は変化しなかった。 In Experiments 2-16, combining a low concentration, ie 25-100 ppm peroxide, with a higher concentration MFC of 2500-7500 ppm gave higher impact strengths above 500 J / m, but MFI. Was maintained at 8-15 g / 10 min. That is, the flow characteristics did not change.

しかし、実験20〜29では、濃度100〜200ppmの過酸化物と、1000〜5000ppmのMFCとを組み合わせることにより、800〜1060MPaの曲げ弾性率を維持しながら、16〜22の高いMFI、および500J/mを超える衝撃強度が得られた。 However, in Experiments 20-29, by combining a peroxide having a concentration of 100-200 ppm and an MFC having a concentration of 1000-5000 ppm, a high MFI of 16-22 and 500 J were maintained while maintaining a flexural modulus of 800-1060 MPa. An impact strength exceeding / m was obtained.

実施例2:
以下の実施例は、様々な反応性形態改質剤組成物を使用したインパクト共重合体ポリプロピレン押出造粒物(PP3B)の反応性改質、および本発明の方法により強化された特性を示したものである。

Figure 2020172626
Example 2:
The following examples showed reactive modification of impact copolymer polypropylene extruded granules (PP3B) using various reactive morphological modifier compositions, and enhanced properties by the methods of the invention. It is a thing.
Figure 2020172626

上記したすべての配合の試験試料を調製し、試料の物理的特性について、上記のASTM規格に従って試験を行った。 Test samples with all of the above formulations were prepared and tested for physical properties of the samples according to the ASTM standards described above.

下記の表は、ポリプロピレンPP3Bにおける改質バッチの、230℃、2.16Kg荷重でのメルトフローインデックス(g/10分)、ASTM D256に従った衝撃強度(J/m)、およびASTM D 790に従った曲げ弾性率(MPa)を示す。

Figure 2020172626
The table below shows the melt flow index (g / 10 min) of a modified batch in polypropylene PP3B at 230 ° C., 2.16 kg load, impact strength according to ASTM D256 (J / m), and ASTM D 790. Therefore, the flexural modulus (MPa) is shown.
Figure 2020172626

上記の試験には、MFIが11g/10分、および衝撃強度が約100J/mのPP3B押出造粒材料を用いた(実験38)。実験38は、過酸化物およびMFCを加えず、反応押出成形プロセスで説明したものと同様の処理条件で、TSEで処理した比較例である。 For the above test, a PP3B extruded granulated material with an MFI of 11 g / 10 min and an impact strength of about 100 J / m was used (Experiment 38). Experiment 38 is a comparative example treated with TSE under the same treatment conditions as described in the reaction extrusion process without the addition of peroxide and MFC.

形態改質は、100〜200ppmの過酸化物、および2500〜7500ppmのMFCを加えて、PP3B(実験38で使用)で行った(実験40、41および76〜78参照)。その結果、MFIは18〜20g/10分、衝撃強度は500J/mより大きくなり、すなわち、ノーブレークであった。 Morphological modification was performed with PP3B (used in Experiment 38) with the addition of 100-200 ppm peroxide and 2500-7500 ppm MFC (see Experiments 40, 41 and 76-78). As a result, the MFI was 18 to 20 g / 10 minutes, and the impact strength was larger than 500 J / m, that is, there was no break.

しかし、より低い濃度(すなわち、50ppm)の過酸化物および濃度が5000ppmのMFCを加えた実験39では、ノーブレーク(すなわち、500J/mを超える衝撃強度)、かつ、MFIが低下(すなわち、6.7g/10分)する結果となった。 However, in Experiment 39 with the addition of lower concentrations (ie 50 ppm) of peroxide and MFC with a concentration of 5000 ppm, there was no break (ie, impact strength above 500 J / m) and MFI was reduced (ie 6). The result was .7 g / 10 minutes).

実施例3:
以下の実施例は、様々な反応性形態改質剤組成物を使用したインパクト共重合体ポリプロピレン反応器粉体(PP2A)の反応性改質、および本発明の方法により強化された特性を示したものである。

Figure 2020172626
Example 3:
The following examples showed reactive modification of impact copolymer polypropylene reactor powder (PP2A) using various reactive morphological modifier compositions, and enhanced properties by the methods of the invention. It is a thing.
Figure 2020172626

上記のすべての配合の試験試料を調製し、試料の物理的特性について、上記のASTM規格に従って試験を行った。実験42は、ヴァージンポリプロピレン材料である。すなわち、添加物は添加されていない。TSEで押し出しされ、参考として残した。すなわち、PP2A材料である。 Test samples with all of the above formulations were prepared and tested for physical properties of the samples according to the above ASTM standards. Experiment 42 is a virgin polypropylene material. That is, no additives have been added. It was extruded by TSE and left as a reference. That is, it is a PP2A material.

下記の表は、ポリプロピレンPP2Aにおける改質バッチの、230℃、2.16Kg荷重でのメルトフローインデックス(g/10分)、ASTM D256に従った衝撃強度(J/m)、およびASTM D 790に従った曲げ弾性率(MPa)を示す。

Figure 2020172626
The table below shows the melt flow index (g / 10 min) of the modified batch in polypropylene PP2A at 230 ° C., 2.16 kg load, impact strength according to ASTM D256 (J / m), and ASTM D 790. Therefore, the flexural modulus (MPa) is shown.
Figure 2020172626

MFIが8g/10分、かつ、衝撃強度が300J/mのPP2A反応器粉体(実験42)。実験42は、過酸化物およびMFCを加えず、反応押出成形プロセスで説明したものと同様の処理条件で、TSEで処理した比較例である。 PP2A reactor powder with MFI of 8 g / 10 minutes and impact strength of 300 J / m (Experiment 42). Experiment 42 is a comparative example of treatment with TSE under the same treatment conditions as those described in the reaction extrusion process without the addition of peroxide and MFC.

MFIが8g/10分、および衝撃強度が300J/mのPP2A反応器粉体(実験42で使用)を用いた結果、200〜500ppmの過酸化物を低濃度の2500ppmのMFCと組み合わせて用いて形態改質したときのMFIは15〜22となった(実験43〜51)。 As a result of using PP2A reactor powder (used in Experiment 42) with MFI of 8 g / 10 min and impact strength of 300 J / m, a peroxide of 200 to 500 ppm was used in combination with a low concentration of 2500 ppm MFC. The MFI when morphologically modified was 15 to 22 (Experiments 43 to 51).

実施例4:
以下の実施例は、様々な反応性形態改質剤組成物を使用したインパクト共重合体ポリプロピレン造粒物(PP2B)の反応性改質、および本発明の方法により強化された特性を示す。

Figure 2020172626
Example 4:
The following examples show the reactive modification of impact copolymer polypropylene granules (PP2B) using various reactive morphological modifier compositions, and the properties enhanced by the methods of the invention.
Figure 2020172626

上記のすべての配合の試験試料を調製し、試料の物理的特性について、上記のASTM規格に従って試験を行った。 Test samples with all of the above formulations were prepared and tested for physical properties of the samples according to the above ASTM standards.

下記の表は、ポリプロピレンPP2Bにおける改質バッチの、230℃、2.16Kg荷重でのメルトフローインデックス(g/10分)、ASTM D256に従った衝撃強度(J/m)、およびASTM D 790に従った曲げ弾性率(MPa)を示す。

Figure 2020172626
The table below shows the melt flow index (g / 10 min) of a modified batch in polypropylene PP2B at 230 ° C., 2.16 kg load, impact strength according to ASTM D256 (J / m), and ASTM D 790. Therefore, the flexural modulus (MPa) is shown.
Figure 2020172626

上記試験には、MFIが9g/10分、および衝撃強度が約150J/mのPP2B造粒物を用いた(実験54)。実験54は、過酸化物およびMFCを加えず、反応押出成形プロセスで説明したものと同様の処理条件で、TSEで処理した比較例である。 For the above test, a PP2B granulated product having an MFI of 9 g / 10 minutes and an impact strength of about 150 J / m was used (Experiment 54). Experiment 54 is a comparative example of treatment with TSE under the same treatment conditions as described in the reaction extrusion process without the addition of peroxide and MFC.

実験(55〜56、79〜81)では、250〜300ppmの過酸化物、および2500〜3000ppmのMFCを用いて行った。その結果、MFIが18〜22g/10分で、かつ、衝撃強度が500J/mより大きい、すなわちノーブレークの押出造粒物となった。 Experiments (55-56, 79-81) were performed with 250-300 ppm peroxide and 2500-3000 ppm MFC. As a result, an extruded granule having an MFI of 18 to 22 g / 10 minutes and an impact strength of more than 500 J / m, that is, a no-break extruded granule was obtained.

実験(82〜84)は、500〜1500ppmの過酸化物と、2000〜3000ppmのMFCを使って行った。その結果、MFIが27〜60g/10分で、衝撃強度が500J/mより大きい、すなわちノーブレークの押出造粒物となった。 Experiments (82-84) were performed with 500-1500 ppm peroxide and 2000-3000 ppm MFC. As a result, the MFI was 27 to 60 g / 10 minutes, and the impact strength was greater than 500 J / m, that is, a non-breaking extruded granule was obtained.

実施例5:
以下の実施例は、様々な反応性形態改質剤組成物を使用したインパクト共重合体ポリプロピレン反応器粉体(PP1A)の反応性改質、および本発明の方法により強化された特性を示す。

Figure 2020172626
Example 5:
The following examples show the reactive modification of impact copolymer polypropylene reactor powder (PP1A) using various reactive morphological modifier compositions, and the properties enhanced by the methods of the invention.
Figure 2020172626

上記のすべての配合の試験試料を調製し、試料の物理的特性について、上記のASTM規格に従って試験を行った。 Test samples with all of the above formulations were prepared and tested for physical properties of the samples according to the above ASTM standards.

下記の表は、ポリプロピレンPP1Aにおける改質バッチの、230℃、2.16Kg荷重でのメルトフローインデックス(g/10分)、ASTM D256に従った衝撃強度(J/m)、およびASTM D790に従った曲げ弾性率(MPa)を示す。

Figure 2020172626
The table below shows the melt flow index (g / 10 min) of the modified batch in polypropylene PP1A at 230 ° C., 2.16 kg load, impact strength according to ASTM D256 (J / m), and according to ASTM D790. It shows the flexural modulus (MPa).
Figure 2020172626

上記試験には、MFIが11.5g/10分かつ衝撃強度が630J/m(ノーブレーク)のグレードのPP1A材料を用いた(実験57)。実験57は、過酸化物およびMFCを加えず、反応押出成形プロセスで説明したものと同様の処理条件で、TSEで処理した比較例である。 For the above test, a PP1A material having an MFI of 11.5 g / 10 minutes and an impact strength of 630 J / m (no break) was used (Experiment 57). Experiment 57 is a comparative example of treatment with TSE under the same treatment conditions as described in the reaction extrusion process without the addition of peroxide and MFC.

実験65および66では、濃度350ppmの過酸化物、および濃度2500ppmのMFCとともにPP1A材料を用いて行った。その結果、MFIは25〜30g/10分となり、ノーブレークであった。 Experiments 65 and 66 were performed using PP1A material with a peroxide of 350 ppm and an MFC of 2500 ppm. As a result, the MFI was 25 to 30 g / 10 minutes, and there was no break.

実験(59〜64)では、より高いMFIとなったが、100〜150J/mと低い衝撃強度となった。 In the experiments (59-64), the MFI was higher, but the impact strength was as low as 100-150 J / m.

実施例6:
以下の実施例は、様々な反応性形態改質剤組成物を使用したインパクト共重合体ポリプロピレン押出造粒物(PP1B)の反応性改質、および本発明の方法により強化された特性を示す。

Figure 2020172626
Example 6:
The following examples show the reactive modification of impact copolymer polypropylene extruded granules (PP1B) using various reactive morphological modifier compositions, and the properties enhanced by the methods of the invention.
Figure 2020172626

上記のすべての配合の試験試料を調製し、試料の物理的特性について、上記のASTM規格に従って試験を行った。 Test samples with all of the above formulations were prepared and tested for physical properties of the samples according to the above ASTM standards.

下記の表は、ポリプロピレンPP1Bにおける改質バッチの、230℃、2.16Kg荷重でのメルトフローインデックス(g/10分)、ASTM D256に従った衝撃強度(J/m)、およびASTM D790に従った曲げ弾性率(MPa)を示す。

Figure 2020172626
The table below shows the melt flow index (g / 10 min) of the modified batch in polypropylene PP1B at 230 ° C., 2.16 kg load, impact strength according to ASTM D256 (J / m), and according to ASTM D790. It shows the flexural modulus (MPa).
Figure 2020172626

実験90〜92は、MFIや衝撃強度などの、最終的な特性における溶媒量の影響を知るために行ったものである。これら3つの実験(実験90〜92)において使用した過酸化物は500ppmであり、MFCは2500ppmである。溶媒は5ml/kg、10ml/kg、15ml/kg(それぞれ実験90、91、92)の範囲で使用した。溶媒量の増加に伴い、MFIが増加し、衝撃特性への影響はわずかであることが観察された。これは、予混合された組成物の混合特性が、溶媒量の増加とともに向上することを示している。実験87〜89も同様に、最終的な特性に対する溶媒の影響を知るために行ったものである。過酸化物を500ppm、MFCを3000ppm使用したこの実験でも、同様の相関関係が存在する。ここでも、溶媒量の増加とともにMFIが増加し、衝撃特性への影響はわずかであることが観察された。 Experiments 90-92 were conducted to determine the effect of solvent amount on final properties such as MFI and impact strength. The peroxide used in these three experiments (Experiments 90-92) is 500 ppm and the MFC is 2500 ppm. The solvent was used in the range of 5 ml / kg, 10 ml / kg and 15 ml / kg (Experiments 90, 91 and 92, respectively). It was observed that as the amount of solvent increased, the MFI increased and the impact on impact properties was negligible. This indicates that the mixing properties of the premixed composition improve with increasing solvent content. Experiments 87-89 were also performed to determine the effect of the solvent on the final properties. Similar correlations exist in this experiment using 500 ppm peroxide and 3000 ppm MFC. Again, it was observed that the MFI increased with increasing solvent content and had little effect on impact properties.

実験93〜97は、より高濃度の過酸化物(1500〜2000)ppm、および800〜1500ppmの濃度のMFCを用いて行った。その結果、100g/10分という非常に流動性の高い材料となり、かつ、衝撃強度は500J/mより大きい、すなわちノーブレークとなった。 Experiments 93-97 were performed with higher concentrations of peroxide (1500-2000) ppm and MFC at concentrations of 800-1500 ppm. As a result, the material has a very high fluidity of 100 g / 10 minutes, and the impact strength is larger than 500 J / m, that is, no break.

実験65〜75、85〜86は、濃度350〜800ppmの過酸化物、および濃度2000〜2500ppmのMFCを用いて行った。 Experiments 65-75 and 85-86 were carried out using peroxides at concentrations of 350-800 ppm and MFCs at concentrations of 2000-2500 ppm.

本発明の利点
以下は、上記に開示された、従来技術に優る本発明の技術的利点である。
●従来の技術で製造された既存のインパクト共重合体ポリプロピレン(ICP)から、耐衝撃性および高流動性を達成する。
●曲げ弾性率に大きな影響を与えることなく、メルトフローインデックス(MFI)および衝撃強度を同時に高めることができる。
●従来の方法で製造されたPPから熱可塑性オレフィン(TPO)を製造するための、経済的に実行可能な代替ソリューション。
Advantages of the Invention The following are the technical advantages of the present invention over the prior art disclosed above.
● Achieve impact resistance and high fluidity from existing impact copolymer polypropylene (ICP) manufactured by conventional technology.
● Melt flow index (MFI) and impact strength can be increased at the same time without significantly affecting the flexural modulus.
● An economically viable alternative solution for producing thermoplastic olefins (TPOs) from PPs produced by conventional methods.

Claims (13)

形態改質異相ポリマーであって、2つの異なる相、すなわち、
ホモポリプロピレンと、プロピレンとエチレンの共重合体と、必要に応じてC4〜C10アルファオレフィンとを含むプロピレンポリマー相であり、プロピレンポリマー相中のプロピレン含有量が90〜95重量%である第1相と、
ホモポリエチレンと、エチレンとC3〜C10アルファオレフィンの共重合体を含むエチレンポリマー相であり、エチレンポリマー相中のエチレン含有量が20〜50重量%である第2相とを有し、
ASTM規格D256に従ったノーブレーク衝撃強度が500J/m〜700J/mであり、ASTM D1238に従った高メルトフローインデックスが3〜150g/10分であり、ASTM規格D790に従った平衡曲げ弾性率が700〜1400MPaであることを特徴とする形態改質異相ポリマー。
A morphologically modified heterophase polymer with two different phases, ie
A propylene polymer phase containing homopolypropylene, a copolymer of propylene and ethylene, and C4 to C10 alpha olefin, if necessary, and the propylene content in the propylene polymer phase is 90 to 95% by weight. When,
It is an ethylene polymer phase containing a homopolyethylene and a copolymer of ethylene and C3 to C10 alpha olefin, and has a second phase in which the ethylene content in the ethylene polymer phase is 20 to 50% by weight.
The no-break impact strength according to ASTM standard D256 is 500 J / m to 700 J / m, the high melt flow index according to ASTM D1238 is 3 to 150 g / 10 minutes, and the equilibrium flexural modulus according to ASTM standard D790. A morphologically modified heterophase polymer characterized in that the value is 700 to 1400 MPa.
形態改質異相ポリマーを調製する方法であって、
(i)多官能性添加剤と過酸化物とを有機溶媒中で予混合して形態改質剤組成物を得て、形態改質剤組成物を異相ポリマーと混合して予混合組成物を得るステップと、
(ii)予混合組成物を押出成形して、形態改質異相ポリマーを得るステップとを含むことを特徴とする方法。
A method for preparing a morphologically modified heterophase polymer,
(I) The polyfunctional additive and the peroxide are premixed in an organic solvent to obtain a morphological modifier composition, and the morphological modifier composition is mixed with a heterophase polymer to obtain a premixed composition. Steps to get and
(Ii) A method comprising extruding a premixed composition to obtain a morphologically modified heterophase polymer.
請求項2に記載の方法であって、予混合組成物が、160〜300℃の温度で、二軸スクリュー押出機で押出成形されることを特徴とする方法。 The method according to claim 2, wherein the premixed composition is extruded by a twin-screw extruder at a temperature of 160 to 300 ° C. 請求項2に記載の方法であって、多官能性添加剤が不飽和有機ビニル化合物であり、ペンタエリスリトールトリアクリラート、ペンタエリスリトールテトラアクリラートおよびブタンジオールジアクリラートからなる群から選択されることを特徴とする方法。 The method according to claim 2, wherein the polyfunctional additive is an unsaturated organic vinyl compound and is selected from the group consisting of pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacryllate and butanediol diacrylate. A method characterized by. 請求項2に記載の方法であって、多官能性添加剤の添加量が1000〜7500ppmであることを特徴とする方法。 The method according to claim 2, wherein the amount of the polyfunctional additive added is 1000 to 7500 ppm. 請求項2に記載の方法であって、過酸化物が過酸化アルキルおよびペルオキシエステルからなる群から選択されることを特徴とする方法。 The method according to claim 2, wherein the peroxide is selected from the group consisting of an alkyl peroxide and a peroxy ester. 請求項2に記載の方法であって、過酸化物の添加量が25〜2000ppmであることを特徴とする方法。 The method according to claim 2, wherein the amount of peroxide added is 25 to 2000 ppm. 請求項2に記載の方法であって、有機溶媒がアセトン、ジクロロメタン(DCM)、パラフィン油、およびエタノールからなる群から選択されることを特徴とする方法。 The method according to claim 2, wherein the organic solvent is selected from the group consisting of acetone, dichloromethane (DCM), paraffin oil, and ethanol. 請求項2に記載の方法であって、有機溶媒の添加量が0.5〜60ml/kgであることを特徴とする方法。 The method according to claim 2, wherein the amount of the organic solvent added is 0.5 to 60 ml / kg. 請求項2に記載の方法であって、予混合を、10〜35℃の範囲の温度、または、有機溶媒、過酸化物若しくは多官能性添加剤の沸点を超えない温度で行うことを特徴とする方法。 The method according to claim 2, wherein the premixing is carried out at a temperature in the range of 10 to 35 ° C. or a temperature not exceeding the boiling point of the organic solvent, peroxide or polyfunctional additive. how to. 請求項2に記載の方法であって、予混合を2分〜30分間行うことを特徴とする方法。 The method according to claim 2, wherein the premixing is performed for 2 to 30 minutes. 請求項2に記載の方法であって、ステップ(i)が、酸化防止剤、酸捕捉剤、および核剤添加剤パッケージを添加することを含むことを特徴とする方法。 2. The method of claim 2, wherein step (i) comprises adding an antioxidant, an acid scavenger, and a nuclear additive additive package. 請求項2に記載の方法であって、異相ポリマーが、2つの異なる相、すなわち、
ホモポリプロピレンと、プロピレンとエチレンの共重合体と、必要に応じてC4〜C10アルファオレフィンとを含むプロピレンポリマー相であり、プロピレンポリマー相中のプロピレン含有量が90〜95重量%である第1相と、
ホモポリエチレンと、エチレンとC3〜C10アルファオレフィンの共重合体とを含むエチレンポリマー相であり、エチレンポリマー相中のエチレン含有量が20〜50重量%である第2相とを有することを特徴とする方法。
The method of claim 2, wherein the heterogeneous polymer has two different phases, i.e.
A propylene polymer phase containing homopolypropylene, a copolymer of propylene and ethylene, and C4 to C10 alpha olefin, if necessary, and the propylene content in the propylene polymer phase is 90 to 95% by weight. When,
It is an ethylene polymer phase containing homopolyethylene and a copolymer of ethylene and C3 to C10 alpha olefin, and is characterized by having a second phase in which the ethylene content in the ethylene polymer phase is 20 to 50% by weight. how to.
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